C/C++程序内存分布

一个完整程序，在内存中的分布情况：

1、代码区(code area) 存放函数体(类成员函数、全局函数)的二进制代码。

2、全局区(data area) 静态存储区，存放全局变量、静态变量，初始化变量的在一块区域(低地址区域)，未初始化变量在另一块区域(高地址区域BSS)。文字常量、字符串常量，程序结束后由系统释放。

3、堆区(heap area) 由低地址向高地址增长。一般new、malloc分配，由程序员分配和释放，分配方式类似于链表。

4、栈区(stack area)  由高地址向低地址增长。存放函数形参、局部变量、返回值等，由编译器自动分配、释放。

栈区再向下是操作系统和内核调用的一些内存地址。

例：

int a = 0;//全局初始化区
char *p;//全局未初始化区
int main(void)
{
	int b;//栈区
	static int c = 0;//全局初始化区
	char s[] = "abc";//栈区
	char *p2;//栈区
	char *p3 = "123";//栈区,123在常量区
	p1 = new char[10];
	p2 = new char[20];//分配的空间在堆区
	strcpy(p1,"123");//123在常量区
	return 0;
}

堆和栈的比较

1、申请方式  stack：由系统自动分配。比如在函数中一个局部变量 char a;系统自动在栈中为a开辟空间。heap：由程序员申请，并指定大小。p1 = new char[10]; p2 = (char *)malloc(10);

2、申请后系统的响应  stack：只要栈的剩余空间大于申请空间，系统将为程序提供内存，否则提示栈溢出。heap：操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序申请时，会遍历链表，寻找第一个空间大于申请空间的堆结点，然后将结点从空闲地址链表中删除，将结点的空间分配给程序，多余的空间会重新放入空闲链表中。

3、申请的大小限制  stack：windows中，栈向低地址扩展，连续的内存区域，大小一般是2M(编译器)。heap：堆向高地址扩展，不连续的内存区域，由空闲内存链表管理，大小受限于系统中有效的虚拟内存。

4、申请效率stack：栈由系统自动分配，速度快。heap：堆由new/malloc函数分配，速度较慢，容易产生内存碎片，方便。

5、存取效率 xx  栈上的数组比指针所指向的字符串快。

6、存取内容  stack：函数调用时，第一个进栈的是函数调用语句的下一条指令的地址，然后是函数的参数从右往左入栈(编译器)，再是局部变量入栈。函数调用结束后，局部变量出栈，参数出栈，栈顶指针指向函数调用的下一条指令，程序继续运行。heap：堆的头部用一个字节存放堆的大小，具体内容由程序员决定。

堆和栈的区别：

1、管理方式不同；堆由程序员控制，容易产生memory leak，栈由编译器自动管理。

2、空间大小不同；堆空间可以达到4G，栈有一定的空间大小，一般是2M。

3、生长方向不同；堆的生长方向->向着内存地址增加的方向增长，栈的生长方向->向着内存地址减小的方向增长。

4、分配方式不同；堆是动态分配的。栈有静态分配和动态分配。

5、分配效率不同；堆是C/C++函数库提供的，机制复杂，根据一定的算法实现。栈是机器系统提供的，在低层有专门的寄存器和栈指令，效率高。堆的效率比栈低得多。

6、能否产生碎片不同；对于堆，频繁的使用new/delete会造成内存空间不连续，产生大量碎片。对于栈，不会存在这个问题，先进后出。

堆和栈相比，由于大量的new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片，效率低等因素，推荐使用栈。但是堆更加的灵活，在分配大量的空间时，堆才是更好的选择。无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生(程序崩溃、破坏堆栈结构)。

new/delete 和 malloc/free

new分配空间会调用类的构造函数，而malloc函数仅仅是一个函数调用。delete在释放堆空间的时候会调用析构函数，而free函数不会。